公顷产10000kg小麦氮素和干物质积累与分配特性

以泰山23和济麦22为试验品种,通过连续2年的田间试验,对单产高达10 000 kg hm^-2的小麦进行了施氮量和氮素吸收转运和分配特性的研究。在2006-2007年生长季,随着施氮量的增加,小麦籽粒产量先增加后降低,施纯氮240 kg hm^-2 (N240)和270 kg hm^-2(N270)处理的产量分别达9 954.73 kg hm^-2和10 647.02 kg hm^-2,比不施氮肥处理(N0)分别增加11.20%和18.93%。与N0处理相比,施氮处理显著增加了小麦植株氮素积累量、籽粒氮素积累量和开花后营养器官氮素向籽粒的转运量;随着施氮量的增加,成熟期小麦植株氮素积累量呈先增后降趋势,以N270处理最高;开花后营养器官氮素向小麦籽粒转运量和转运率先升后降,转运量以N270处理最大,为213.78 kg hm^-2;而转运率以N240处理最高,为67.98%。随施氮量的增加,小麦成熟期各器官干物质积累量、花后营养器官干物质再分配量和再分配率先增后降,均以N270处理最高;开花后干物质积累对籽粒的贡献率亦呈先增后降的趋势,以N240处理最高。2005-2006年的试验结果呈相同变化趋势。在本试验条件下,小麦产量水平达10 000 kg hm^-2时的适宜施氮量为240~270 kg hm^-2,可供生产中参考。     

公顷产10000kg小麦氮素和干物质积累与分配特性

以泰山23和济麦22为试验品种,通过连续2年的田间试验,对单产高达10 000 kg hm^-2的小麦进行了施氮量和氮素吸收转运和分配特性的研究。在2006—2007年生长季,随着施氮量的增加,小麦籽粒产量先增加后降低,施纯氮240 kg hm^-2 (N240)和270 kg hm^-2(N270)处理的产量分别达9 954.73 kg hm^-2和10 647.02 kg hm^-2,比不施氮肥处理(N0)分别增加11.20%和18.93%。与N0处理相比,施氮处理显著增加了小麦植株氮素积累量、籽粒氮素积累量和开花后营养器官氮素向籽粒的转运量;随着施氮量的增加,成熟期小麦植株氮素积累量呈先增后降趋势,以N270处理最高;开花后营养器官氮素向小麦籽粒转运量和转运率先升后降,转运量以N270处理最大,为213.78 kg hm^-2;而转运率以N240处理最高,为67.98%。随施氮量的增加,小麦成熟期各器官干物质积累量、花后营养器官干物质再分配量和再分配率先增后降,均以N270处理最高;开花后干物质积累对籽粒的贡献率亦呈先增后降的趋势,以N240处理最高。2005—2006年的试验结果呈相同变化趋势。在本试验条件下,小麦产量水平达10 000 kg hm^-2时的适宜施氮量为240~270 kg hm^-2,可供生产中参考。     

不同氮素利用效率型小麦品种的生理差异分析

以不同氮素利用效率型小麦品种（2个氮高效、2个氮低效和2个中间型）为材料,分别在灌溉及雨养条件下测定其花后旗叶氮素同化及转运相关酶等生理性状的动态变化,同时在开花期和成熟期测定氮素积累及转运相关性状。结果表明,氮高效型品种晋麦54和晋麦66具有更高的植株氮素积累总量、氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率、花后氮素转运量、花后氮素转运效率和单株产量,以及更低的花前氮素转运量和花前对籽粒氮积累的贡献率。同时,氮高效型品种的各酶活性及可溶性蛋白质含量高于其他4个品种,而中间型品种晋麦73和泰麦269又高于氮低效型品种晋麦61和泰农18。相关性分析结果显示,参试小麦品种多数关键酶活性与氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率、花后氮素转运量、花后氮素转运效率、花后对籽粒氮积累的贡献率和单株产量呈显著正相关;与花前对籽粒氮积累的贡献率和花前氮素转运量呈显著负相关。     

不同氮肥用量条件下花后遮光对冬小麦干物质和氮素积累与转运的影响

为了研究不同氮肥用量(0,120,240 kg/hm~2)和花后弱光(不遮光和遮去自然光照的60%)对冬小麦植株各营养器官干物质和氮素积累与转运的影响,在大田条件下,以济麦22和济核916为试验材料进行研究。结果表明:施氮提高了2个小麦品种总干质量与干物质转运总量,而相同施氮量条件下遮光降低小麦总干质量和干物质转运总量;遮光与不遮光条件下,2个小麦品种总干物质积累最适施氮量均为120 kg/hm~2,施氮提高了2个小麦品种茎、叶和鞘中氮素积累量,并可显著提高济核916在遮光与不遮光条件下氮素积累总量,而相同施氮量为120,240 kg/hm~2条件下,遮光降低2个小麦品种氮素积累总量;施氮显著提高济核916在遮光与不遮光条件下氮素转运总量,而在相同施氮量为120,240 kg/hm~2条件下遮光降低济麦22氮素转运总量,提高其氮素转运总量。施氮对小麦干物质积累与转运在正常光照和弱光条件下影响不显著,但显著提高遮光条件下济麦22氮素转运总量;施氮主要影响2个小麦品种成穗数而显著提高小麦产量,遮光主要降低2个小麦品种穗粒数和千粒质量进而导致产量显著降低,但在遮光条件下,不同施氮量均能提高小麦产量,说明施氮能在一定程度上缓解遮光对小麦产量的影响;遮光和施氮均能显著提高2个小麦品种籽粒蛋白质含量。     

不同灌水处理下小麦干物质分配、转运及其产量的研究

筛选出适合本地区的抗旱节水高效品种,并且探索出与之相配套的灌水模式,提高水分利用效率,为以后的在抗旱节水品种的选育及节水栽培技术的广泛推广提供理论依据。以豫北地区‘洛旱8号’、‘新麦26’、‘矮抗58’、‘周麦18’4个品种为供试材料。设置2种不同灌溉模式,不灌水(W0)、灌2水(W1)。采用裂区设计,研究在不同灌水模式处理下对不同小麦品种植株各器官干物质的积累、分配、转运及产量和产量构成因素的影响。结果得出：不同品种间植株干物质积累量和其在各器官的分配规律基本一致,‘周麦18’和‘洛旱8号’除穗颖干物质量差异显著外,其他器官干物质量差异不显著;成熟期4个品种的叶片干物质量和干物质分配无显著差别;籽粒干物质分配量和比例均在4个品种间无显著差异,各器官中的干物质向籽粒的转运量、转运率及其对籽粒的贡献率表现有显著性差异。在W0的灌水模式下,由于水分条件的制约,4个品种在该种植模式下均出现产量下降的现象,‘洛旱8号’下降幅度最小,‘周麦18’则最大。综上所述可得,‘洛旱8号’对水分的敏感性较差,抗旱能力优于其他3个品种。     

不同氮肥管理对春玉米干物质生产、分配及转运的影响

为探索华北地区春玉米高产可持续栽培技术,研究了不同氮素管理(不施氮、推荐施氮、经验施氮)对春玉米的干物质积累、分配及转运的影响。结果表明,在高肥力土壤条件下,第一年推荐和经验施氮同不施氮相比在干物质积累、叶面积指数、籽粒产量、穗位叶光合速率等方面都没有起到明显的促进作用,但在第二年不施氮处理产量比推荐施氮和经验施氮分别下降了12.0%和11.6%。推荐施氮的优势不仅体现在减少氮肥投入的前提下保持产量的稳定,同时也明显促进了生育后期植株营养体干物质向籽粒的转运,各器官干物质转运总量占籽粒总干质量的22.1%,比经验施氮高6.1%。     

施氮量和底追比例对小麦氮素吸收转运及产量的影响

应用¹⁵N示踪技术研究了高产麦田中施氮量和底施与追施氮肥的比例对小麦氮素吸收转运及籽粒产量的影响。共设7个处理,对照为不施氮肥(N0);在施纯氮量为168和240 kg/hm²条件下,各设底肥氮量与追肥氮量比例（底追比例）为1∶1 (N1和N4)、1∶2 (N2和N5)、0∶1(N3和N6)。结果表明,播种至拔节期植株积累的底施氮占植株全生育期积累底施氮总量的78.04%~89.67%;小麦植株对追肥氮的利用率显著高于对底肥氮的利用率,适当增加追施氮肥的比例可提高氮肥利用率,其中N2处理的最高。在相同底追比例下,不同施氮量处理相比较,植株与籽粒中的氮素积累量均无显著差异;施氮量相同,随追施氮肥比例的增加,开花前贮存氮素的转运量和转运效率呈先增加后降低的趋势,N2和N5的转运量及转运效率最高;开花后氮素的同化量及对籽粒的贡献率则随追施氮比例的增加而提高;籽粒氮素积累量在N2、N3、N5和N6处理间无显著差异,但显著高于N1和N4。适量施氮并增加追施氮肥的比例可显著提高籽粒产量、蛋白质含量,N2、N5和N6均效果较好。在本试验条件下,施氮量为168 kg/hm²及底追比例为1∶2的处理是兼顾产量、品质和效益的最佳氮肥运筹方式。     

夏玉米各器官氮素积累与分配动态及其对氮肥的响应

为探明夏玉米各器官氮素积累与分配动态及其对氮肥的响应,以郑单958为材料,设置5个施氮水平进行了连续2年的大田定位研究。结果表明,除籽粒外各器官的氮素积累进程都呈单峰曲线,茎鞘在吐丝期达到峰值,而叶片、苞叶和穗轴则到吐丝后12 d左右达到峰值,之后逐渐下降;籽粒和整株的氮素积累随生育进程持续增加,成熟期最高。与其他器官相比,叶片对氮素供给更敏感,氮胁迫使叶片氮素积累高峰提前,促进氮素提前向外转运,导致其率先衰老。施氮能提高各器官在各生育时期的氮素积累量和积累速率,但不改变氮素积累变化趋势。总体上,施氮量180 kg N hm^-2可满足夏玉米对氮素的需求,获得较高的产量。以各器官氮素积累最大值与成熟期的差值计算,各处理再转运氮素对籽粒的贡献率均表现为叶片>茎鞘>穗轴>苞叶,各器官再转运氮素对籽粒贡献率之和平均为53.3%,其中苞叶和穗轴占12.3%,也是籽粒中氮素来源的重要组成部分。     

施氮量对不同品种小麦物质积累、转运及产量的影响

在大田条件下,以豫麦49-198、郑麦0943、百农418、许科316为试验材料,设置施纯氮120kg/hm ²（N1）、210kg/hm ²（N2）、300kg/hm ²（N3）3个施氮水平,比较分析不同施氮量对不同品种小麦干物质、氮素积累与转运以及产量的影响。结果表明：同一品种不同施氮量处理、同一施氮量不同品种间小麦干物质积累量、干物质转运规律和氮素积累量、氮素转运规律以及子粒产量存在显著差异。适当增施氮肥可以有效增加小麦植株群体干物质积累量,成熟期,豫麦49-198和郑麦0943在N2处理干物质积累量最高,百农418和许科316在N3处理干物质积累量最高。不同品种小麦营养器官花前贮藏干物质和氮素的转运量、转运率以及物质转运对子粒的贡献率均在N2处理达到最高。豫麦49-198和郑麦0943在N2处理获得最高产量,分别达8 036.67和6 873.33kg/hm ²,百农418和许科316在N3处理获得最高产量,分别为7 636.67和7 713.33kg/hm ²。因此,在小麦生产过程中,应根据不同品种合理施氮,实现高产。     

不同耐低氮性玉米品种的花后碳氮积累与转运特征

为了探明不同耐低氮性玉米品种生育后期碳、氮物质积累与转运特性及其对氮肥响应的差异,以期为品种高效施氮技术的制定提供理论依据。以耐低氮品种‘正红311’(Zhenghong311,ZH311)和低氮敏感品种‘先玉508’(Xianyu 508, XY508)为材料,设置4个氮肥用量(0、150、300和450 kg hm–2),于2017—2019年研究氮肥水平对不同耐低氮性玉米品种生育后期物质,包括干物质、全氮和非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrate, NSC)积累和转运的影响。结果表明,供氮不足时,玉米通过增加花前贮存碳、氮物质对籽粒的转运以保证产量。增施氮肥能够提高玉米花后干物质和碳水化合物生产及其对籽粒质量的贡献率。与低氮敏感品种先玉508相比,在低氮条件下,耐低氮品种正红311在花前、花后均保持较高的植株干物质、NSC和氮素量,花后物质积累量及其对籽粒质量的贡献率更高,从而拥有更高的籽粒产量;品种间花前物质转运率及其对籽粒质量的贡献率差异不大。面对低氮胁迫,正红311既保证了花前贮存物质充分向籽粒运输,同时维持着较高的同化物积累能力来影响其产量形成。     

水氮耦合对春小麦干物质累积与植株氮素转运的影响

为明确甘肃中部地区春小麦合理的施氮水平和灌水量,以陇春27为研究对象,以灌水量[1000（W1）、2000（W2）和3000m³/hm²（W3）]为主区,施氮量[0（N0）、80（N1）、160（N2）和240kg/hm²（N3）]为副区,研究水氮对小麦干物质累积、氮含量、氮素累积及产量的影响。结果表明,不同施氮量和灌水量对小麦干物质累积量、氮累积量、籽粒产量及氮转运均有显著影响,且存在互作效应;各生育期小麦干物质累积量随灌水量与施氮量的增大呈增大趋势,灌水量对干物质累积量影响大于施氮量;茎和叶氮含量随施氮量增大而增大,氮含量为籽粒>叶>颖壳>根>茎,灌水处理对小麦营养器官氮含量影响小于施氮处理;随灌水量与施氮量增大,小麦各器官氮累积量呈先增大后减小趋势;籽粒氮累积量与产量以W2N2处理最大,适宜的水氮供给有利于干物质从营养器官向生殖器官转移,从而提高籽粒产量和氮素生产效率。综上,灌水量与施肥量分别在2000m³/hm²和160kg/hm²时有利于小麦生产。     

限水减氮对豫北冬小麦产量和植株不同层次器官干物质运转的影响

采用节水栽培并减少氮肥用量是实现豫北冬小麦生产的高产、高效和环境友好发展的必然选择,探明限水减氮对冬小麦产量和植株各层次器官干物质运转的影响,可为该地区冬小麦节水栽培和合理施用氮肥提供科学依据。2009—2010和2010—2011年连续2年在河南浚县钜桥进行小麦田间裂区试验,主区设置2个灌溉水平[拔节水(W1)和拔节水+开花水(W2)],副区设置5个氮肥水平[330 kg hm~(–2) (N4,豫北地区小麦生产中常规施氮量)、270 kg hm~(–2) (N3)、210 kg hm~(–2) (N2)、120 kg hm~(–2) (N1)、0 kg hm~(–2) (N0)],测定了籽粒产量和植株各层次器官干物质运转量、运转率和对籽粒贡献率。减量施氮与N4相比,各营养器官向籽粒运转的干物质量均有增加,其中,穗轴+颖壳的干物质运转量增加了323.2%,增幅远高于茎节的24.5%和叶片的4.6%,且穗轴+颖壳的干物质运转率和对籽粒贡献率增幅也远高于茎节和叶片。减量施氮处理的叶片干物质运转量的增加主要源于倒三叶和倒四叶,分别增加28.7%和201.1%,而茎节干物质运转量的增加主要源于除穗位节外的其他茎节,分别增加21.7%(倒二节)、71.8%(倒三节)、44.5%(倒四节)和31.1%(余节)。与W2相比, W1干物质运转量无显著差异,但干物质运转率略高(24.6%vs. 23.8%),对籽粒贡献率较高(35.1%vs. 30.0%),籽粒产量降低11.2%,水分供应量减少750 m3 hm~(–2)。可见,减量施氮促进了营养器官,尤其是穗轴+颖壳和下层器官(倒三叶、倒四叶、倒三节、倒四节和余节)的干物质向籽粒的运转,提高了对籽粒贡献率,有利于提高籽粒产量。     

氮肥基追比对滴灌冬小麦干物质转运及氮素吸收分配的影响

为了探究小麦滴灌条件下氮肥合适的基追比对冬小麦群体动态、干物质转运及氮素吸收分配的影响，以小麦‘鲁原502’为试验材料，设置4 种不同基追比滴灌处理，动态监测小麦群体动态、土壤碱解氮、全氮含量及植株全氮积累量，于成熟期监测干物质的吸收转运情况。研究表明，成熟期滴灌基追比为4:6 的小麦群体数量、籽粒干物质、土壤碱解氮含量、土壤全氮含量、植株全氮积累量分别为对照的1.12 倍、1.30 倍、1.25 倍、1.14 倍、1.15 倍，其他各时期也保持了相对较高的数值，显著高于其他处理。可见4:6的滴灌基追比，显著提高了小麦的群体数量、干物质向籽粒的转运及小麦对氮素的有效利用。     

施肥对春青稞干物质积累、分配及产量的影响

为研究施肥对青稞干物质积累、分配及产量的调节作用,以‘藏青27’、‘QTB13’和‘QTB25’为试验材料,比较分析不同施肥处理下干物质积累、分配及产量的变化规律。结果表明：增加施肥量促进青稞分蘖期—成熟期的干物质积累及开花期和成熟期干物质向营养器官和籽粒的分配,提高了花前营养器官贮藏同化物转运量及对籽粒贡献率,降低了花后同化物输入籽粒量对籽粒贡献率。‘QTB13’和‘QTB25’在F₂条件下,更有利于干物质积累及向营养器官和穗部的分配,花后同化物输入籽粒量最大,产量也最大。‘藏青27’在F₃条件下,更有利于干物质积累及向营养器官和穗部的分配,花后同化物输入籽粒量和对籽粒贡献率最大,产量也最大。说明合理施肥有利于青稞干物质积累分配及产量提高。     

油菜素甾醇(BRs)对杂交粳稻灌浆期光合物质、群体氮素积累和利用的影响

以常规杂交粳稻常优3号和籼粳杂交超级稻甬优12为材料,通过叶面施肥分析了油菜素甾醇(BRs)对2个杂交粳稻灌浆期剑叶光合特性、群体干物质积累、氮素吸收利用、非结构性碳水化合物(NSC)积累和植株不同器官NSC/N的影响。结果表明,BRs对2个水稻叶片光合生理指标的影响表现为G_s>T_r>P_n>C_i。喷施2,4-表油菜素内酯(eBL)后能够增强灌浆期叶片净光合速率和蒸腾速率,维持叶绿素含量和胞间CO₂浓度,从而提升叶片光合能力;以及增加群体干物质、氮素和NSC积累量以及干物质积累比例和积累速率、氮素吸收比例和吸收速率、NSC转运比例和转运速率,但降低了氮素干物质生产效率;喷施油菜素吡咯(Brz)后的上述生理效应相反。eBL提升了2个水稻品种花后干物质、NSC和氮素的转移量及氮素对籽粒贡献率,降低了干物质和NSC对籽粒贡献率;Brz则降低了干物质、NSC及氮素的转移量和转移率,提升了干物质和NSC对籽粒贡献率。2个杂交粳稻整个灌浆期地上部不同器官NSC、氮素转运量均表现为eBL>CK>Brz,籽粒灌浆前期>籽粒灌浆后期。2个水稻品种地上部不同器官NSC/N随着籽粒的不断充实呈现上升趋势,其中茎鞘、穗部NSC/N变化最为显著;eBL减小了叶片和茎鞘中的NSC/N,Brz则反之,但喷施BRs后穗部变化规律不明显。籼粳杂交超级稻甬优12比常规杂交粳稻常优3号具有更强的剑叶光合速率,更高的干物质和氮素及NSC积累量,更大的灌浆前期NSC和氮素转运量,最终籽粒实际产量较常优3号增加5.03%~9.32%;eBL对2个水稻品种干物质和氮素积累及NSC转运作用规律不一,Brz对甬优12干物质、氮素积累及NSC转运抑制效应大于常优3号。     

氮肥用量与运筹方式对晚籼稻产量及花后干物质积累与转运的影响

旨在建立晚籼稻合理氮肥施用技术,探究了氮肥用量与运筹方式对晚籼稻产量及干物质积累与转运的影响。以‘益9优447’和‘益9优651’为试验材料,设置2个氮肥用量和3种氮肥运筹方式,并以不施氮处理为对照,测定产量及其构成因素、干物质积累量和剑叶SPAD值等指标。与不施氮处理相比,施氮可增加晚籼稻有效穗数12.3%~61.9%,降低花后剑叶SPAD值衰减率5.9~8.5个百分点,增大花后干物质转运量0.8~1.1倍,提高花后干物质转运率5.5~10.2个百分点和增加产量23.5%~35.6%。氮肥运筹方式对晚籼稻产量及干物质积累与转运的影响较小。氮肥用量270 kg/hm²与运筹方式基肥:分蘖肥:穗肥:粒肥=40%:20%:25%:15%组合处理的产量及干物质转运量与转运率最高。氮肥用量180 kg/hm²与氮肥运筹方式基肥:分蘖肥:穗肥=60%:20%:20%组合处理的氮肥农学利用率最高。氮肥用量为180 kg/hm²时,应增加氮肥基肥使用比例;氮肥用量为270 kg/hm²时,可适当增加氮肥后期追肥次数和比例。     

滴灌带布置模式对冬小麦干物质积累、分配和运转的影响

为了研究滴灌带布置模式对冬小麦籽粒灌浆,干物质积累、分配和运转的影响,以‘青麦7号’为材料,采用4种滴管带布置模式（T3：一管三行、T4：一管四行、T5：一管五行、T6：一管六行,对照CK为无灌水处理）分别对冬小麦进行大田栽培处理,对冬小麦籽粒灌浆、干物质积累和运转等指标的测定和分析。结果表明,与CK相比,滴灌冬小麦收获期籽粒干重以及灌浆后期灌浆速率显著提高;成熟期干物质在籽粒中的分配率显著提高;花后干物质对籽粒的贡献率显著提高。不同滴灌带配置模式对冬小麦籽粒灌浆,干物质积累及运转的影响不同。T5处理在灌浆末期保持较高的灌浆速率和籽粒干重。地上部总干物重呈现近似“S”型生长曲线,成熟期干物质在籽粒的分配率表现为T4>T5>T6>T3>CK,且差异显著。花后转移干物质对籽粒的贡献率表现为T5>T4>T6>T3>CK,其中T5处理为58.86%,显著高于其他处理。说明T5处理最利于冬小麦籽粒灌浆,显著提高花后光合器官同化物的积累,获得较高的籽粒产量。